Мурманск

Скачать 1.89 Mb.

Название	Мурманск
страница	8/14
Дата публикации	29.06.2013
Размер	1.89 Mb.
Тип	Учебное пособие

100-bal.ru > Химия > Учебное пособие

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 14

Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1993. – 558 с.

Коровин В.Н. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 557 с.

Коровин Н.В., Масленникова Г.Н. и др. Курс общей химии. – М.: Высшая школа, 1990. – 445 с.

Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. – СПб: Химиздат, 2001. – 512 с.

Примеры решения типовых задач
Задача 1. Во сколько раз изменится скорость реакции при понижении температуры от 40⁰ до 20 ⁰С, если температурный коэффициент равен 2,5?

Решение: если некоторая химическая реакция имеет γ = 2,5, а температура меняется от 40⁰ до 20 ⁰С, то изменение скорости реакции можно рассчитать по формуле: υ_2/ υ₁=γ ^∆^t^/10; υ_2/ υ₁=2,5^40-20/10= 2,5^2,0=6,25. Скорость реакции уменьшится в 6,25.

Задача 2. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе: 2SO_2(г)+O_2(г)↔2SO_3(г),

а) если объем газовой смеси уменьшить в 4 раза;

б) если давление в системе увеличить в 2 раза?

Решение: запишем выражение закона действующих масс для скорости прямой и скорости обратной реакции:

υ_пр=k_пр[SO₂]²[O₂]; υ_обр=k_обр[SO₃]².

а) Уменьшение объема газовой смеси в 4 раза равносильно увеличению концентрации реагентов в 4 раза, поэтому после уменьшения объема скорость прямой (υ'_пр) и скорость обратной (υ'_обр) реакций будут равны

υ'_пр=k_пр(4[SO₂])²[4O₂]=64k_пр[SO₂]²[O₂];

υ'_обр=k_обр(4[SO₃])²=16k_обр[SO₃]²;

отсюда: υ'_пр/ υ_пр = 64 и υ'_обр/ υ_обр= 16, то есть скорость прямой реакции увеличится в 64 раза, а скорость обратной реакции увеличится только в 16 раз.

б) Увеличение давления в 2 раза равносильно увеличению концентрации веществ в 2 раза:

υ'_пр=k_пр(2[SO₂])²[2O₂]=8k_пр[SO₂]²[O₂];

υ'_обр=k_обр(2[SO₃])²=4k_обр[SO₃]²;

отсюда, при увеличении давления в 2 раза скорость прямой реакции увеличится в 8 раз, а скорость обратной реакции увеличится в 4 раза.

Задача 3. Предскажите условия, при которых равновесие обратимой реакции: CaCO_3(т)↔CaO_(т)+CO_2(г); ∆H= –177, 99 кДж, сместится в сторону протекания прямой реакции.

Решение: согласно правилу Ле Шателье, если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое-либо внешнее воздействие путем изменения термодинамических параметров (температуры, давления, концентрации), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие.

Рассмотрим влияние температуры на положение равновесия в данной системе: изменение энтальпии данной системы H>0, следовательно, прямая реакция является эндотермической (–Q), поэтому повышение температуры будет способствовать ее протеканию, и равновесие реакции сместится в сторону разложения CaCO₃.

Давление оказывает влияние на равновесие обратимой реакции в том случае, когда в результате ее протекания изменяется число молей газообразных веществ. В левой части уравнения реакции газообразные вещества отсутствуют, в правой части имеется 1 моль CO₂. Изменение числа молей газообразных веществ n в результате протекания прямой реакции равно: n = n₂–n₁= 1–0 = 1, это означает, что прямая реакция протекает с увеличением объема газообразных веществ, поэтому ее протеканию будет благоприятствовать понижение давления в системе.

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции описывается законом действующих масс: υ_пр= k_пр ; υ_обр= k_обр[CO₂].

Концентрации твердых веществ (CaCO₃ и CaO) не входят в выражение для расчета скоростей прямой и обратной реакции, так как они изменяются незначительно, и это изменение включено в соответствующую константу скорости.

Таким образом, сместить равновесие в сторону протекания прямой реакции можно только снижением скорости обратной реакции, то есть уменьшением концентрации CO₂ путем вывода его из сферы реакции. Катализатор в равной степени изменяет скорость обеих противоположных реакций, поэтому не оказывает влияния на смещение равновесия.

Задача 4. В системе А_(г)+2В_(г) = С_(г) равновесные концентрации равны: [А]_равн= 0,06 моль/л; [В]_равн.= 0,12 моль/л; [С]_равн.= 0,216 моль/л. Найдите константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ А и В.

Решение: константа равновесия данной реакции выражается уравнением: К= [С] / [А]·[ В]². Подставляя в него данные задачи, получаем: К=0,216/0,06·(0,12)²= 2,5.

Для нахождения исходных концентраций веществ А и В учтем, что, согласно уравнению реакции, из 1 моля А и 2 молей В образуется 1 моль С. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,216 моля вещества С, то при этом было израсходовано 0,216 моля вещества А и 0,216 ·2 = 0,432 моля вещества В.

Таким образом, искомые исходные концентрации равны:

[А₀] = 0,06 + 0,216 = 0,276 моль/л; [В₀] = 0,12 + 0,432 = 0,552 моль/л.

Задача 5. В закрытом сосуде смешано 8 молей SO₂ и 4 моля О₂. Реакция протекает при постоянной температуре. К моменту наступления равновесия в реакцию вступает 80% первоначального количества SO₂. Определите давление газовой смеси при равновесии, если исходное давление составляло 300 кПа.

Решение: уравнение протекающей реакции: 2SO_2(г) + О_2(г)↔2SO_3(г).

Согласно условию задачи, в реакцию вступило 80%, т. е. из 6,4 моля SO₂ осталось неизрасходованным 1,6 моля SO₂. По уравнению реакции на каждые 2 моля SO₂ расходуется 1 моль О₂, причем образуется 2 моля SO₃.

Следовательно, на 6,4 моля SO₂ в реакцию вступило 3,2 моля О₂ и образовалось 6,4 моля SO₃; осталось неизрасходованным 4 – 3,2 = 0,8 моля О₂.

Таким образом, общее число молей газов составляло до протекания реакции 8 + 4=12 молей, а после достижения равновесия 1,6 + 0,8 + 6,4 = 8,8 моля.

В закрытом сосуде при постоянной температуре давление газовой смеси пропорционально общему количеству составляющих ее газов.

Следовательно, давление (Р) при равновесии определится из пропорции: 12 : 8,8 = 300 : Р, откуда Р = 8,8 ∙ 300/12 = 220 кПа.

Задача 6. При некоторой температуре константа диссоциации иодоводорода на простые вещества равна 6,25∙10^-2. Какой процент HI диссоциирует при этой температуре?

Решение: уравнение реакции диссоциации HI: 2HI↔H₂+ I_{2 .}Обозначим начальную концентрацию HI через С (моль/л). Если к моменту наступления равновесия из каждых С молей иодоводорода диссоциировало х молей, то при этом, согласно уравнению реакции, образовалось 0,5х моля H₂ и 0,5х моля I₂.

Таким образом, равновесные концентрации составляют:

[HI] = (С – х) моль/л; [Н₂] = [I₂] = 0,5х моль/л.

Подставим эти значения в выражение константы равновесия реакции: К= [Н₂] ·[I₂]/ [HI]² ; 6,25 ∙ 10^-2 =0,5х ∙ 0,5х/(С – х)².

Извлекая из обеих частей уравнения квадратный корень, получим:

0,25 = 0,5х/(С – х), откуда х =0, 333С, т.о. к моменту наступления равновесия диссоциировало 33,3% исходного количества иодоводорода.
Задачи и упражнения для самостоятельной работы
Тема: Химическая кинетика

Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80^оС. Температурный коэффициент скорости реакции 3.
Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60^оС, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?
При повышении температуры на 50°С скорость реакции возросла в 1200 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции.
Вычислите температурный коэффициент Вант-Гоффа, если константа скорости реакций при 120°С составляет 5,9 · 10^-4, а при 170°С равна 6,7 · 10^-2.
При 150°С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитайте, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее: а) при 200 °С; б) при 80 °С.
Напишите кинетические уравнения реакций, протекающих по схеме:

А + 2В = С, если: а) А и В – газообразные вещества; б) А – газ, В – твердое вещество.

Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В₂ в системе 2А₂(г) + В₂(г) =2А₂В(г), чтобы, при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза, скорость прямой реакции не изменилась?
Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

а) S_(к) + О₂ = SO_2(к); б) 2SO_2(г) + О₂ = 2SO_3(г). Как изменятся скорости реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

Напишите кинетическое уравнение реакции: 2NO + Н₂ = N₂O + Н₂О. Укажите общий порядок реакции и порядок реакции по каждому веществу.
Взаимодействие между оксидом углерода (II) и хлором протекает по уравнению СО + С1₂ = СОС1₂. Концентрация оксида углерода (II) равна 0,3 моль/дм³, хлора – 0,2 моль/дм³. Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию оксида углерода (II) до 1,2 моль/дм³, а концентрацию хлора – до 0,6 моль/дм³?
Реакция идет согласно уравнению: 2NO_(г)+ Cl_2(г) = 2NOCl_(г). Концентрации исходных веществ до начала реакции составляли [NO] = 0,8 моль/л, [Cl₂] = 0,6 моль/л. Во сколько раз изменится скорость реакции по сравнению с первоначальной в тот момент, когда успеет прореагировать половина NO?
Как изменится скорость реакции 2NO_(г)+ O_2(г)=2NO_2(г), если:

а) увеличить давление в системе в 3 раза;

б) уменьшить объем системы в 3 раза;

в) повысить концентрацию NO в 3 раза?

Две реакции протекают при 25°С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй – 2,5. Найдите отношение скоростей этих реакций при 95 °С.
Реакция 2Н_2(г)+ О_2(г)=2Н₂О_(г)протекает с выделением теплоты. Однако для того, чтобы реакция началась, исходную смесь газов надо нагреть. Как это объяснить?
В два сосуда одной и той же вместимости введены: в первый – 1 моль газа А и 2 моля газа В, во второй – 2 моля газа А и 1 моль газа В. Температура в обоих сосудах одинакова. Будет ли различаться скорость реакции между газами А и В в этих сосудах, если скорость реакции выражается уравнением:

а) υ₁=k[А]; б) υ₁=k [А]²[В] ?
Тема: Обратимость химических реакций.

Химическое равновесие

Напишите выражение константы равновесия системы:

4 H₂O_(пар) + 3 Fe ↔ Fe₃O₄ +4H₂ , ∆H⁰< 0.

Какие изменения концентраций, давления могут вызвать смещение равновесия этой системы вправо?

Как следует изменить температуру, концентрацию и давление компонентов в данной равновесной системе, чтобы повысить выход хлора: 4HCl + O₂ ↔ 2Cl₂ + 2H₂O , ∆H⁰< 0 .
В каком направлении сместится равновесие реакции:

А_2(г)+ В_2(г)↔ 2АВ_(г), если давление в системе увеличить в 2 раза и одновременно повысить температуру на 10 градусов? Температурные коэффициенты скорости прямой и обратной реакций равны соответственно 2 и 3. Каков знак ∆H⁰этой реакции?

В каком направлении сместится равновесие реакции:

1) 2СО_(г) + О_2(г) ↔ 2СО₂ _(г) , ∆H⁰= – 566 кДж;

2) N_2(г) + О_2(г) ↔ 2NO_(г) , ∆H⁰= 180 кДж;

а) при понижении температуры? б) при повышении давления?

Укажите, какими изменениями концентраций реагирующих веществ можно сместить вправо равновесие реакции:

СО_2(г) +С _{(графит)} ↔2СО_(г) .

Укажите реакцию, в которой изменение давления не влияет на положение равновесия:

а) SO_2(г) + Cl_2(г) ↔ SO₂Cl_2(г) ;

б) 2NO_(г) + О_2(г) ↔ 2NO_2(г) ;

в) SO_2(г) + Н₂О_(ж)↔H₂SO₃₍_p_-_p₎;

г) 3Fe₂O_3(к) + СО_(г) ↔2Fe₃O_4(к+ СО_2(г) .

Укажите все возможные способы смещения равновесия в системе:

2SO_2(г) + О_2(г) ↔2SO_3(г), ∆H⁰< 0, в сторону образования оксида cepы (VI).

Вычислите процент разложения молекулярного хлора на атомы, если константа равновесия составляет 4,2 · 10^-4, а исходная концентрация хлора 0,04 моль/л.
Константа равновесия реакции СО_(г) + Сl_2(г) = СОСl_2(г)при некоторой температуре равна 6. Найдите равновесные концентрации всех веществ, если их исходные концентрации равны [СО] =2 моль/л, [Сl₂]=0,25 моль/л, [СOCl₂] = 3 моль/л.
Константа равновесия реакции СО_(г)+ Сl_2(г)= СOCl_{2 (г)} при некоторой температуре равна 6. В каком направлении будет протекать реакция при следующих исходных концентрациях веществ: 2 моль СО, 2 моль Cl₂, 8 моль СOCl₂? Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ.
Вычислите константу равновесия системы: СО_(г)+ Сl_{2 (г)}= СOCl_{2 (г)}, если [СО]_исх= [Cl₂]_исх = 4 моль/л, [СОСl₂]_исх= 0, а [COCl₂] = 3,27 моль/л.
Определите равновесную концентрацию водорода в системе H₂S → H₂+ S, если [H₂S]=0,05 моль/л, а К_равн. = 9· 10^-2.
Сколько молей вещества АВ образуется в системе А₂ + В₂ = 2АВ из 1 моля В₂ и 2 молей А₂, если К_равн. = 4 · 10^-4.
Реакция СО_(г) + Сl_2(г) ↔ СОСl_2(г)протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре, исходные вещества взяты в эквивалентных количествах. К моменту наступления равновесия остается 50% начального количества СО. Определите давление равновесной газовой смеси, если первоначальное давление равнялось 100 кПа (750 мм рт. ст.).
Константа равновесия реакции А + В ↔ С + D равна единице. Начальная концентрация [А₀]= 0,02 моль/л. Сколько процентов вещества А подвергается превращению, если начальные концентрации [В₀] равны 0,02; 0,1 и 0,2 моль/л?

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 14

	Реферат: Требования к оформлению дипломного исследования по педагогике... ...		Правила проведения вступительных испытаний в фгбоу впо «мгту» Мурманск...
	Перечень выпускаемых резинотехнических изделий на ООО «мсв-хтп» Альбом...		А., г. Мурманск Программные задачи Тип урока: Совершенствование знаний по теме «Снятие измерений, анализ измерений»
	Отчёт о работе муниципального бюджетного образовательного учреждения Мурманск, ул. Гаджиева, 6-а; тел/факс: 43-12-13; тел.: 43-22-14, электронный адрес		Реферат: защита выпускной квалификационной работы ...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Педагогическая практика: Методическое пособие / Авт сост. Г. В. Коган. – Мурманск: мгпу, 2008 – 78 с		Годовой отчет о работе муниципального бюджетного образовательного... Мурманск, ул. Гаджиева, 6-а; тел/факс: 43-12-13; тел.: 43-22-14, электронный адрес
	Обеспечение регионального содержания образования № п/п Утков П. Ю. Национально-региональный компонент содержания государственного образовательного стандарта в начальной школе. Экспериментальный...		Материалы Всероссийской научно-практической конференции 22-23 ноября 2007 года Мурманск 2007 Р. И. Трипольский, доктор философских наук, профессор, ректор Мурманского государственного педагогического университета
	Методические рекомендации по изучению дисциплины для студентов 4... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...
	Специальная педагогика. Инновационное образование детей с особыми... Тема и номер урока: «Техника безопасности на уроке химии», урок №1 в практикуме 1		Учебно-методическое пособие для студентов педагогических вузов /... Рецензенты: С. В. Кускова, канд пед наук, доцент (ноу «Мурманский гуманитарный институт»)
	Методические рекомендации мурманск 2012 Цель урока: развитие гражданской активности учащихся, политической убеждённости в том, что нужно учиться быть избирателем для того,...		Приказ №440 Мурманск По итогам проведения областного конкурса методических разработок по организации работы с детьми по безопасности дорожного движения...

Мурманск

Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1993. – 558 с.

Похожие: